随着现代电子工业的进步,电子器件在向小型化、轻质、多功能的方向发展。模塑互联器件(MID)作为一种重要的电子元器件,在电子工业特别是智能电子产品中广泛应用。近十年新兴的激光直接成型工艺(LDS)因工艺制程柔性大、制得的MID电路精度高(线宽和线距可精细至150μm)、可制备三维立体电路等优点而受到广泛关注。LDS材料是针对这种工艺的应用而特别开发的一种专用材料,通过激光光蚀释放激光活化剂中的金属核,化学镀过程中通过自催化引起金属在特定区域的选择性沉积,从而形成所需要的电路导体。但是目前LDS材料多被国外公司专利垄断,国内关于LDS材料的自主生产研发仍处于起步阶段,大多数企业制备的LDS材料在可靠性测试上表现较差,化学镀后镀层附着力差(百格测试级别低,如只达到3B)、线路不够精细(化学镀后出现溢镀现象)、力学性能差(如低温下脆性大,不能适应智能手机的低温使用范围-40 oC)、环境测试达不到LG等大型电子企业对LDS材料的要求。因此,本论文改进目前激光活化剂的合成方法,并将实验合成的两种激光活化剂Cu Cr2O4及Cu2PO4(OH)用于与高分子基体共混来进一步制备LDS材料,制备了一系列配方的LDS材料,并进行各项性能测试,筛选出制备LDS材料最优化的改性配方,并对最优化配方的LDS材料进行相关应用研究及可靠性测试。主要研究内容及结果如下:(1)采用共沉淀-高温固相反应两步法合成了激光活化剂Cu Cr2O4,探究了烧结温度、分散剂PEG用量对Cu Cr2O4晶体结构、晶粒尺寸、晶粒分散性的影响。研究发现,烧结温度1000oC,分散剂PEG4000用量为20g时,所制备的Cu Cr2O4具有极好的热稳定性。通过XRD确定晶型,SEM观察形貌,发现Cu Cr2O4为尖晶石型晶体,结晶完整,团聚少,分散性好。用激光粒度仪对Cu Cr2O4的晶体粒径分布进行分析,发现大多数粒径都在0.95~3.41μm之间,尺寸分布非常均匀。采用液相法合成了Cu2PO4(OH),确定了一种制备Cu2PO4(OH)更经济的生产配方,并探究了该配方条件下Cu2PO4(OH)的热性能,晶体粒径、尺寸及分布。研究发现,配方4制得的Cu2PO4(OH)热稳定性好,TG分析表明200oC之前几乎没有热失重,200~540oC仅有极小的热失重;在SEM观察形貌时发现晶体几乎没有团聚现象;激光粒度仪测试数据表明超过68%的晶体粒径尺寸在0.69~5.79μm之间。(2)由于PP树脂具有良好的拉伸强度和硬度,PC/ABS具有良好的成型性和耐低温冲击性能,在LDS材料常选用PP及PC/ABS合金作为基体树脂,因此本论文对这两种树脂基体的LDS材料进行了改性研究。针对柔性可穿戴设备,以PP为基体树脂,通过改变LDS材料制备配方中激光活化剂和粗化剂用量,优选出配方11(Cu Cr2O410%,高岭土30%)为最佳方案;通过百格测试,发现该材料达到最高级的5B标准,镀层附着力极好,且具有非常好的韧性(断裂伸长率380%),热变形温度超过90oC,完全满足柔性可穿戴设备对材料力学性能及镀层附着力的要求。针对高力学性能及热变形温度要求的LDS材料,以PC/ABS为基体树脂,通过调整配方中增韧剂种类和用量、PC和ABS的相对质量百分比来优选出最佳配方33(增韧剂选日本住友7M,用量6%,PC/ABS=70/30);通过一系列性能测试发现,配方33制备的LDS材料拉伸强度达到56 MPa,弯曲强度达到65 MPa,23 oC和-40 oC下悬臂梁缺口冲击强度分别达到55 KJ/m2、25 KJ/m2,热变形温度高达118 oC,完全满足智能手机内置天线对LDS材料的性能要求。(3)由于改性后的PP及PC/ABS基LDS材料具有优异的物理性能,针对材料的特性,对其在天线领域的应用进行了研究,并作了可靠性测试。首先,以配方33的电性能参数(介电常数3.0,介电损耗值7×10-3),模拟了GPS四臂螺旋天线方向图;其次,在模拟设计基础上,制作了GPS导航四臂螺旋天线,和一款市售SrXBa1-XTi03陶瓷材料GPS微带天线(介电常数25)性能比较,结果表明,LDS四臂螺旋天线(尺寸?8mm×70mm、GPS中心频率1575 MHz下天线效率37.16%)与SrXBa1-XTi03陶瓷材料GPS微带天线(尺寸25×25×4mm、GPS中心频率1575 MHz下天线效率26.38%)相比,LDS材料天线体积更小,收星性能也明显好于陶瓷微带天线;然后,实际制作智能手机天线,研究表明,该材料可靠性指标都能达到韩国LG公司的标准,完全可以满足手机天线对LDS材料结构强度,镭雕和化学镀性能以及环境测试的要求。最后,将本材料应用在一款ATM取款机中的模塑互联连接器,通过电子放大镜(100倍,200倍,400倍)观察到导体边缘清淅,断面平整,起镀的一致性非常好,非常适合对细线性能要求高的MID部件使用。